近年來,中子技術(shù)越來越多地應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域,中子探測(cè)技術(shù)特別是對(duì)寬能譜低強(qiáng)度裂變中子的探測(cè)技術(shù)顯得越來越重要,含硼塑料閃爍體探測(cè)器對(duì)于低通量的熱中子和快中子都具有很高的探測(cè)效率,是目前各類中子探測(cè)器中的優(yōu)選。本文基于蒙特卡羅方法,對(duì)含硼塑料閃爍體的中子探測(cè)性能進(jìn)行研究,針對(duì)低通量裂變中子入射到含硼塑料閃爍體中的能量沉積特性以及探測(cè)效率進(jìn)行研究分析,從而為今后含硼塑料閃爍體更加高效的實(shí)際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本文主要研究方法為基于蒙特卡羅方法的數(shù)值模擬計(jì)算,獲得在各種中子源能量、含硼塑料閃爍體直徑及長度時(shí),含硼塑料閃爍體探測(cè)器的中子探測(cè)性能。在此研究基礎(chǔ)上,對(duì)閃爍體添加聚乙烯慢化體,通過聚乙烯慢化體對(duì)中子的散射來提高中子的慢化程度,增加中子與硼的反應(yīng)幾率。模擬不同的慢化體添加方式,找出理論上最優(yōu)的慢化體添加方案來設(shè)計(jì)探測(cè)器。最后借助課題組的外協(xié)實(shí)驗(yàn)條件,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)實(shí)際探測(cè)器進(jìn)行了探測(cè)。結(jié)果表明:含硼塑料閃爍體探測(cè)器的探測(cè)效率會(huì)隨著入射中子能量的增加而降低,隨著探測(cè)器直徑或長度的增加,探測(cè)效率和能量沉積都會(huì)有相應(yīng)的增大。處理模擬數(shù)據(jù)可以看出,在閃爍體側(cè)面添加慢化體,既能提高中子的慢化程度,又能通過散射增加進(jìn)入閃爍體中的中子數(shù)目,是一種較優(yōu)的探測(cè)器設(shè)計(jì)方案。在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,測(cè)試了Am-Li源和Cf252中子源,獲得了相關(guān)的測(cè)試譜線。該結(jié)果為今后進(jìn)一步研制針對(duì)低通量裂變中子的高靈敏度含硼塑料閃爍體探測(cè)器提供了幫助。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TL816
【部分圖文】：

因此對(duì)應(yīng)的探測(cè)器原理基本分為核反應(yīng)法、核反沖法、核裂變法和屮子活??化法［３２］。本文所采用的ＢＣ４５４含硼塑料閃爍體主要是利用入射中子與閃爍體中??的氫、碳和ｌ（）Ｂ發(fā)生相互作用來探測(cè)中子。中子在閃爍體中的徑跡大致如圖２－１：??（１）

圖２－２可看出，中子能量低于ＩｋｅＶ時(shí)，中子主要與閃爍體制中的｜（）５，其中熱中子與ＩＧ５的反應(yīng)截面為３８４０ｂ，慢中子與有兩種反應(yīng)過程ｌ０Ｂ?＋?ｎ?－ＶＬｉ＋ａ?Ｑ＝２．７９２ＭｅＶ?（２－１）??１０Ｂ?＋?ｎ?（９３９％）?＞７?Ｌｉ?＊?＋ａ－＞７Ｌｉ?＋?ａ?＋?ｙ（４８０ＫｅＶ）?Ｑ＝２．３１?ＭｅＶ?（２－２）??應(yīng)式（２－２）的反應(yīng)產(chǎn)物７Ｚ／＊是７Ｚ／的激發(fā)態(tài)，它的壽命很短，只＿１４ｓ，可認(rèn)為反應(yīng)產(chǎn)生的７１／＊立即釋放能量為ｉ８０ｋｅＶ的Ｙ光子躍遷到中子能量在ＩｋｅＶ以上時(shí)，中子在閃爍體中主要與氫核發(fā)生彈性散射，??－３所示。彈性散射Ｑ值為零，在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中靶核的初始動(dòng)能為零。??和動(dòng)量守恒方程可以得到以下方程組：??ｓｉｎ０＾ｊ２?■?Ａ?－?Ｅｈ?－?ｓｉｍｆ／＾２?■?Ａ?■?Ｅｎ，?（２－３）??ｃｏｓｄｙｊ２?Ａ－Ｅｋ?＋?ＣＯＳＩ／／－Ｊ２－Ａ－Ｅｎ．?＝?（２－４）??Ｅ？?＝?ＥＩ＜?＋?Ｅｔ，?（２－５）??解方程組叫以得到定反沖角度的反沖核動(dòng)能??ｒ?ｄｃ〇Ｓ２６？廠?ｒ、??＝￣－

圖２－４康普頓散射示意圖??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2878585